施炜纲,徐东坡,刘凯,段金荣,张敏莹
(中国水产科学研究院淡水渔业研究中心,江苏无锡214081)
大银鱼ProtosaIartx hyalocranius主要分布于渤海、黄海、东海沿岸、长江、淮河中下游河道、湖泊和水库中,在中国已形成一定规模产量,且具有较高的经济价值。由于大银鱼适应性强,一直以来是国内天然水域增殖、移植的重要种类。至今绝大多数省市均移植了大银鱼,并获得了成功。
许多学者对大银鱼胚胎发育进行过研究[1-2],但鉴于显微摄影设备及技术条件所限,对大银鱼胚胎发育各期图片的截取及描述尚欠详尽。亦有学者[3]对影响大银鱼孵化率的生态因子开展了研究,有关大银鱼的池塘养殖也有报道[4],但均停留在试验阶段,大银鱼生产性养殖至今尚未突破。对孵出的仔鱼在人工养殖条件下的食性及行为观察亦不够深入且尚未形成共识[5]。本试验中,作者对大银鱼各期胚胎发育及出膜仔鱼习性进行了显微观察与研究,期望能为大银鱼人工孵化及仔鱼培育提供有益的技术参考。
大银鱼成熟亲体采自太湖三山岛水域,取雌、雄亲体各一尾,体长分别为16、19 cm,以干法人工授精获取受精卵共1.86万粒[6],加注太湖湖水约3.5 L,带回实验室观察。
孵化养殖用玻璃水族箱 (0.8 cm×0.8 cm),采用提前45 d曝气的自来水,保持水位约40 cm。受精卵至原肠后期带水移入箱内,在室温4~9℃条件下孵化。每天取30粒卵在显微镜下观察。
采用Pixera Penguin 600CL荧光显微数码摄像机跟踪拍摄胚胎发育过程,设置每1 h截拍发育图一张,供胚胎发育各期分析。
出膜后仔鱼仍在原孵化水族箱内进行培养,期间不投饵,微充气,观察仔鱼的摄食与活动,每天取30尾仔鱼进行肠道镜检,观察大银鱼开口时机及其天然开口饵料的组成。
经测定,50粒受精卵平均卵径为1.1 mm,孵化耗时852 h,约35.5 d,至试验结束共截获胚胎发育及开口食性图997张。经筛选分析,大银鱼胚胎发育有9个发育阶段,含30期(表1,图1-A~Z、a~d)。出膜后仔鱼体长为4.76 mm,全长为4.86 mm;平游期鱼苗体长为5.85 mm,全长为6.09 mm。
成熟的大银鱼卵近圆球形,沉性,受精卵透明。受精孔 (卵膜孔)呈锥形漏斗状,与宋慧春等[7]在电镜下的观察描述一致 (图1-A,图2)。卵表面具有细密的卵膜丝,在赤道偏动物极一侧呈圆环状排列。卵膜丝具有较强的吸附力,质量好的受精卵大多可吸附在其他物体上。一旦卵膜丝受损,卵就完全失去黏性,随水流漂移。
2.2.1 胚盘形成 受精后3.5 h,在质膜与卵膜之间出现卵周隙,卵黄粒开始沉积于植物极,原生质逐渐向动物极集中,胚盘形成,单细胞隆起 (图1-A,图2)。
2.2.2 分裂期 在胚盘顶部出现经裂沟,受精卵进入2细胞期。此后开始进行N次卵裂,每次卵裂均垂直于前一次卵裂沟,细胞数以2的N次方增殖,受精卵依次进入32细胞期、64细胞期、128细胞期、256细胞期、多细胞各期。受精后45 h进入桑葚期,此阶段细胞颗粒仍很清晰,此后受精卵分裂速度渐渐变慢 (图1-B~H)。
2.2.3 囊胚期 细胞继续分裂,细胞数不断增多,单个细胞体积不断趋小。内层细胞出现腔隙,受精卵进入囊胚早期。随着囊胚继续发育,细胞变得细小,外层细胞颗粒界面变得模糊,囊胚高度逐步降低,受精卵依次进入囊胚中期、囊胚晚期,此时外胚层形成 (图1-I~K)。
2.2.4 原肠期 随着囊胚层逐渐下包,胚层变薄变长,受精卵进入原肠早期。胚层各部高度无明显差异,进入原肠中期后,原肠胚略显垂直拉长状,胚层两端略有增厚。随着囊胚下包,只剩下少量卵黄没有被包入,原肠胚又重新趋于圆形(图1-L~N)。
2.2.5 神经胚期 胚体轮廓初现,背侧神经物质增厚,神经沟开始出现,胚体渐变为水平向拉伸,已初具胚体雏形,但头、尾部尚难分辨。受精后约224 h,胚孔封闭,此时头尾分化已十分明显,胚沟延伸一线已无法见到受精孔。受精258 h后进入胚体形成期,胚体形成并又渐变呈圆形,头部器官分化征兆出现,神经管前端分化为前脑、中脑和菱脑三部分。(图1-O~Q)。
2.2.6 器官形成与组织分化阶段 器官形成与组织分化在胚胎发育至289~501.25 h阶段内完成,在头部器官分化初期,体节逐渐形成,从眼囊、嗅板的出现,至尾芽期胚体延伸恰好一周,卵黄囊被挤压成扇形状。随着耳囊及晶体各期的出现,在卵黄囊上方及耳囊下方出现心脏原基,心脏扩大,心包腔清晰,此时体节增至33~40对(图1-R~W)。
2.2.7 胚体蠕动与心脏搏动阶段 此时胚体延伸已近一周半,胚胎开始出现蠕动,初期蠕动幅度不大,频率较低,约6次/h。心脏尚无搏动迹象,胚胎发育到602.5 h,心脏开始缓慢而轻微地搏动,初期心脏搏动频率为6~7次/mim,至638 h耳囊中耳石形成,肌节已达56~64对。此时心脏搏动开始加快,胚体蠕动频繁,间隔3~4 min,幅度也变大,有时能见到整个胚体剧烈蠕动,接连2~3次,胚体与卵膜已无粘连,此时心脏搏动达30次/min(图1-X ~Z、a)。
2.2.9 仔鱼出膜阶段 胚体心跳加速 (70~86次/mim),翻转非常剧烈,即进入出膜前期 (图1-c1)。在孵化腺分泌物溶解卵膜及胚体剧烈翻转作用下,卵膜破裂,含脂滴的卵内溶物渗出卵膜(图1-c2)。至835 h仔鱼出膜开始,出膜方式以头部破膜最为多见 (图1-d1、d2),也有以尾部破膜或头尾同时破膜的,或以背、胸、腹等部位破膜的,但较少见。刚出膜的仔鱼全长不足5 mm,鳍尚未出现,仅在背部、腹部和尾部有皮肤褶皱。腹部具黑色花纹色素,仔鱼具趋光性。至852 h,进入出膜高峰。至874 h,仔鱼出膜全部完成。出膜后仔鱼平均体长为4.76 mm,平均全长为4.86 mm。初孵仔鱼卵黄囊呈卵圆形。
水温为7~10℃时,仔鱼平游需10 d,至平游期鱼苗平均体长为5.85 mm,平均全长为6.09 mm。但至平游后卵黄囊仍未完全吸收,此阶段卵黄囊逐渐转成前粗后细长条形,附于肠管下方,后期卵黄囊长约占体长的60%,卵黄囊腹面每侧可见一列黑色素细胞。仔鱼游动活泼,趋光,此时虽已能平游,但游泳能力仍很弱,只能作短距离平直游动,而后还会下沉,这一阶段可持续20 d左右。
出膜后10~20 d,养殖水体中浮游植物生物量为5.8~6.2 mg/L。在镜下观察仔鱼肠道,发现浮游植物出现率高低依次为:菱形藻、栅列藻、针杆藻、衣藻、裸藻及微囊藻6个属种 (图3)。这一时期是仔鱼口器逐步发育完善的阶段,仔鱼在此阶段的后期摄食行为很特别。仔鱼缓慢游动至适口饵料的下方,头部向上,鱼体收缩成“S”状,逐步靠近目标后,通过身体迅速弹伸向上来捕获目标。
表1 大银鱼胚胎发育的过程Tab.1 The embryonic development of large icefish
图1 大银鱼的胚胎发育Fig.1 The embryonic development of large icefish
图2 受精卵单细胞胚盘Fig.2 Disc stage at single-cell stage
图3 肠道内的浮游植物Fig.3 Phytoplankton in the intestine of the larvae
仔鱼出膜21~40 d内,已完全能平游,营水平游动捕食,全长平均为7.22 mm。口已张开,活泼游动,胸鳍基对体轴几乎呈垂直状态,其下面可见肩带原基。鳔已充气,肝脏形成,约占据5个肌节范围,镜检可见肠管蠕动,能够消化食物。此阶段对肠道进行镜检,发现食物以轮虫为主,按出现率高低依次为:角突臂尾轮虫、蒲达臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫、多肢轮虫、三肢轮虫、裂足轮虫、疣毛轮虫。鱼苗食量较大,白天摄食频率高于夜间,摄入的轮虫可布满肠道 (图4),镜检发现轮虫壳及其休眠卵无法被鱼苗消化吸收,最终从肛门排出(图5、图6)。
本试验中,受精卵从分裂到出膜历时35 d,实际上发育进程主要取决于孵化期总积温,同时还受光照、换水频率的影响[3]。
图4 肠道内轮虫Fig.4 Rotifer in the intestine of the larvae
图5 无法消化的轮虫壳从肛门处排出Fig.5 Shell of rotifers discharging from anus of the larvae
图6 无法消化的休眠卵从肛门处排出Fig.6 The resting eggs of rotifers discharging from anus of the larvae
大银鱼生产性养殖长期以来停滞不前,关键是大银鱼苗种供应无保障。早期仔鱼不肯开口,无法顺利转入主动摄食是主要技术障碍,随着仔鱼卵黄的消耗殆尽即大量死亡。本试验中观察发现,仔鱼出膜后水体中大量卵膜碎屑会在2~3 d内全部自行溶解,试验水体中未进行过人工投饵,但却出现了浮游植物和轮虫,这与养殖水中含有一部分太湖湖水及卵膜碎屑转化为营养物质有一定关系。关于大银鱼仔鱼早期是否摄取浮游植物一直有争议。易建国等[5]认为,大银鱼仔鱼不能利用藻类。本研究中观察的结果与朱成德[8]报道的大银鱼仔鱼肠道出现少量浮游植物相吻合。荣长宽等[9]亦报道野外水体大银鱼仔鱼对小球藻、衣藻有一定量的摄入。本研究中观察发现,大银鱼仔鱼早期是以浮游植物作为开口饵料 (图3),逐步过渡到捕食轮虫(图4)。这也印证了仔鱼在口器的不同发育阶段摄食不同的适口饵料[10]。
关于大银鱼卵膜丝的发生、游离与着生至今尚有争议[11-12],大致可分为:1)卵膜丝从受精孔一极生长出来或粘连于受精孔区,并朝相对一极游离,即“单极正向观点”;2)卵膜丝从受精孔相对的一端发生,向受精孔方向游离,即“单极反向观点”;3)卵膜丝从两极游离出来,形成一环二端呈游离状的细丝,丝中端黏于赤道偏动物极一侧呈圆环状排列,即“两极观点”。本试验结果表明,卵膜丝着生在略偏卵膜孔一侧的赤道环线上,构成环状卵膜丝,这与弋志强等[12]的观察描述相符。但卵膜丝的发源处、游离方向、游离时机以及是单极游离还是两极游离,本试验中尚无充分证据,有待进一步深入研究。
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